Manual Esquemas 2006 Completo

Manual de esquemas Automatizacin y Distribucin de Energa

L1 L2 L31 3 5 13 14

21

-Q122

L N

B

-F1I> I> I>2 4 6

~0V1 3 4 5 1 3 4 5 1 3 4 5 6

+12 V

-Q112 6

-Q152 6

-Q132

F1

L01h N01 h

97

95 96

A

-F22 4 6 98

PE

U1 V1 W1

V2

M 3 -M1

W2 U2

L

N

N

I1

I7

I8

Publicacin especial de Moeller

Todos los nombres de marcas y productos son marcas comerciales o registradas de sus correspondientes propietarios.

Primera edicin 2000, fecha de redaccin 12/99 Segunda edicin revisada 2006, fecha de redaccin 02/05 Moeller GmbH, Bonn Traduccin: Parlamn, Traductors-Intrprets, Barcelona Todas las conexiones se han creado y probado minuciosamente segn nuestro leal saber y entender con el fin de que sirvan de ejemplos prcticos. Moeller GmbH no asumir ningn tipo de responsabilidad en caso de errores. Se reservan todos los derechos, incluidos los de la traduccin. Sin la autorizacin escrita de Moeller GmbH, Bonn, queda totalmente prohibida la reproduccin total o parcial de esta obra en cualquier formato (impresin, fotocopia, microfilm o cualquier otro procedimiento) as como su procesamiento, reproduccin o distribucin por medio de sistemas electrnicos. Sujeto a cambios sin previo aviso. Impreso en papel de celulosa blanqueada libre de cloro y cidos.

Manual de esquemas Moeller 02/05

Manual de esquemas MoellerCaptulo Sistemas de automatizacin Arrancadores de motor electrnicos y drives Aparatos de mando y sealizacin Interruptores de levas Contactores y rels Interruptores protectores de motor Interruptores automticos En torno al motor Normas, frmulas y tablas ndice 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0-1


Manual de esquemas Moeller

0-2


Sistemas de automatizacinpgina Autmatas programables PLC xSystem Sistema modular E/S XI/ON Arrancador de motor interconectable xStart-XS1 Interconexin en redes serie PS40 Interconexin en redes xSystem Interconexin en redes de aparatos de mando y visualizacin Interconexin en redes HMI-PLC integrado Diseo XC100/XC200 Diseo PS4 Diseo EM4 y LE4 1-2 1-4 1-6 1-8 1-10 1-11 1-12 1-13 1-14 1-16 1-19

1

1-1


Sistemas de automatizacin Autmatas programables PLCAutmatas programables PLC El autmata programable (PLC) consiste en un aparato electrnico capaz de controlar equipos o procesos. El PLC capta seales a travs de las entradas, las procesa de acuerdo con un programa y las enva a travs de salidas. El programa se basa en un software de programacin y puede conectar a voluntad entradas y salidas, medir el tiempo transcurrido o ejecutar operaciones de clculo. Serie PS40 Autmatas compactos Los autmatas compactos PS4 se caracterizan por las siguientes propiedades de sistema: programacin estandarizada ampliaciones descentralizadas y centralizadas conexin de bus de campo integrada (Suconet) bornes roscados enchufables tamao reducido Los autmatas programables disponen de un amplio equipamiento, como p. ej. potencimetros integrados para el ajuste de valores de consigna, entradas/salidas analgicas o ampliacin de memoria (a partir de PS4-150). Autmatas modulares El autmata modular PS416 incorpora las siguientes prestaciones: alta velocidad ejecucin compacta numerosas posibilidades de interconexin gran memoria Software de programacin Sucosoft El software para la programacin de los autmatas programables PS40 se denomina Sucosoft. Las principales caractersticas de un PLC son el nmero mximo de entradas/salidas, la capacidad de memoria y la velocidad de proceso. Adems, con la serie PS40 y el nuevo xSystem ahora Moeller ofrece dos nuevos sistemas de automatizacin que describimos a continuacin.

1

1-2


Sistemas de automatizacin Autmatas programables PLC

1

PS4/EM4: Autmata compacto o mdulo de ampliacin

LE4: Ampliacin local

PS416: PLC modular

1-3


Sistemas de automatizacin xSystemxSystem xSystem es el nuevo sistema de automatizacin modular de Moeller, que puede utilizarse para pequeas o grandes aplicaciones de forma personalizada. xSystem reduce las interfaces tanto en el hardware como software. Asimismo, las funciones TI ya estn incorporadas. XSoft combina en una sola herramienta la creacin de programas, la configuracin as como funciones de prueba y puesta en servicio, incluida la visualizacin, para toda la gama de producto xSystem.

1

1F1 F10 F12 F14 F2 F11 F13 F15 F3 +/F4 7 4 1 F5 8 5 2 F6 F7 F8 F9 9SHIFT

,0

6 3

ESC

CLEAR

ENTER

180 2F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F81 2 ABC 4 GHI 7 PQRS 0 5 JKL 8 TUV 3 DEF 6 MNO 9 WXYZ

1

SHIFT

.

+/-

ESC

CLEAR

ENTER

0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 7 3 4 5 14 15XC-CPU101

DC INPUT

0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 7 11 12 13 14 15EH-XD16

DC INPUT

0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 7 11 12 13 14 15EH-XD16

DC INPUT

0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 7 11 12 13 14 15EH-XD16

3

8 80 1 2 3 4 5 6 0 1 2 7 3 4 5 14 15XC-CPU101

7DC INPUT

0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 7 11 12 13 14 15EH-XD16

DC INPUT

0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 7 11 12 13 14 15EH-XD16

DC INPUT

0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 7 11 12 13 14 15EH-XD16

DC INPUT

0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 7 11 12 13 14 15EH-XD16

3

0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 7 3 4 5 14 15XC-CPU201

1-4


Sistemas de automatizacin xSystemComponentes de sistema Autmatas modulares XC100 h 8 DI, 6 DO, CANopen, RS 232, 4 entradas de interrupcin Ranura para la tarjeta de memoria multimedia, 64 256 kByte de memoria de programa/datos, 4/8 kByte para datos remanentes, 0.5 ms/1000 instrucciones XC200 g 8 DI, 6 DO, CANopen, RS 232, Ethernet, 2 contadores, 2 entradas de interrupcin, Servidor WEB/OPC, USB, ampliable localmente con mdulos de E/S XI/OC, 256 512 kByte de memoria de programa/datos, 0.05 ms/1000 instrucciones Circuitos de mando con pantalla de texto Circuitos de mando con pantalla de texto modulares a stos constan de XC100, hasta 3 mdulos XI/OC y visualizacin de textos LC con 4 x 20 u 8 x 40 lneas/caracteres Circuito de mando con pantalla de texto Compact b dimensiones de montaje mnimas y elevada densidad de integracin de interfaces (10 DI, 8 DO, 8 DIO, 2 AI, 2 AO, 2 entradas de contador, 2 entradas de interrupcin, 1 entrada de codificador) Mdulos de entrada/salida XI/OC c acoplados en serie a XC100/200 (mx. 15 mdulos) bornes de conexin enchufables con bornes de tornillo o bornes de resorte XSoft Creacin de programas, configuracin y prueba/puesta en servicio todo en una sola herramienta Encontrar ms informacin en los siguientes sinpticos de producto y manuales: Sinptico de producto Automatizacin (AWB2700-7546) XC100 Hardware y diseo (AWB2724-1453) XC200 Hardware y diseo (AWB2724-1491) XI/OC Hardware y diseo (AWB2725-1452) XV100 Hardware y diseo (AWB2726-1461) xStart-XS1 Hardware y diseo (AWB2700-1426) XSoft Elaboracin de programas PLC (AWB2700-1437) Mdulos de funcin acerca de XSoft (AWB2786-1456); incluidos mdulos de manejo para circuitos de mando con pantalla de texto La edicin actual la encontrar en http://www.moeller.net/support: como trmino de bsqueda indique los nmeros que se hallan entre parntesis, p. ej. AWB2725-1452D.

1

1-5


Sistemas de automatizacin Sistema modular de E/S XI/ONXI/ON el concepto XI/ON es un sistema modular de E/S que se utiliza en la automatizacin industrial. Sirve para conectar sensores y actuadores en el nivel de campo con el circuito de mando de jerarqua superior. Se soportan los protocolos de bus de campo PROFIBUS-DP, CANopen y DeviceNet. XI/ON ofrece mdulos para casi cualquier tipo de aplicacin: Mdulos de entrada y salida digitales Mdulos de entrada y salida analgicos Mdulos tecnolgicos Una estacin XI/ON consta de un gateway, mdulos de alimentacin y mdulos de E/S. En una estructura de bus de campo, una estructura XI/ON completa slo cuenta como participante de bus individual y por tanto slo ocupa una direccin de bus. De este modo, los distintos mdulos perifricos XI/ON son independientes del bus de campo de jerarqua superior. Los mdulos de E/S estn formados por una combinacin que consta de un mdulo base realizado como borne de conexin y un mdulo electrnico enchufable. La conexin de los mdulos perifricos XI/ON al bus de campo se realiza mediante el gateway XI/ON, mediante el cual se realiza la comunicacin entre la estacin XI/ON y el resto de participantes del bus de campo.

1

B C A D

G E F

a b c d

Gateway Mdulo de alimentacin Mdulo electrnico en ejecucin en bloque Mdulo electrnico en ejecucin modular

e Placa terminal f Mdulo base en ejecucin modular g Mdulo base en ejecucin en bloque

1-6


Sistemas de automatizacin Sistema modular de E/S XI/ONFlexibilidad Cada estacin XI/ON puede configurarse segn las distintas necesidades con gran exactitud, ya que los mdulos estn disponibles en distintas combinaciones. As p. ej. se dispone de mdulos de entrada con 2, 4, 16 o 32 canales en ejecucin modular o en bloque. Una estacin XI/ON puede poseer mdulos en cualquier combinacin. De este modo es posible ajustar el sistema a cualquier tipo de aplicacin en la automatizacin industrial. Compactibilidad La poca anchura de los mdulos XI/ON (gateway 50.4 mm; arandela 12.6 mm, bloque 100.8 mm) y su baja altura de construccin permiten que el sistema pueda utilizarse en espacios pequeos. Fcil manejo Todos los mdulos XI/ON, excepto el gateway, poseen un mdulo base y un mdulo electrnico. El gateway y los mdulos base pueden enclavarse sobre guas simtricas. A continuacin, los mdulos electrnicos se enchufan en el correspondiente mdulo base. Los mdulos base se disean como bornes de conexin. El cableado se realiza segn se desee mediante bornes de resorte o bornes de tornillo. Los mdulos electrnicos pueden conectarse y desconectarse durante la puesta en servicio o en caso de realizar un mantenimiento sin perjudicar el cableado. Mediante una codificacin se garantiza que los mdulos electrnicos slo puedan conectarse en los puntos previstos. Software de diagnstico y diseo I/Oassistant El I/Oassistant soporta toda la planificacin y ejecucin de un sistema de E/S. Es de gran ayuda para el diseo de las estaciones, la configuracin y la parametrizacin. Con este software pueden ponerse en marcha instalaciones as como llevarse a cabo pruebas y diagnsticos en las estaciones. Adems, inmediatamente despus del diseo puede generarse toda la documentacin de la estacin incluida una lista de las piezas de pedido.

1

1-7


Sistemas de automatizacin Arrancadores de motor interconectables xStart-XS1xStart-XS1 xStart-XS1 es la versin modular y apta para bus de los arrancadores de motor probados de Moeller. Esta versin une los motores con el sistema XI/ON gracias a lo cual permite una disponibilidad de la instalacin flexible que abarca todo el sistema, independientemente del sistema de bus de campo utilizado. xStart-XS1 ofrece arrancadores directos e inversores en distintas clases de potencia, que pueden adquirirse con o sin sealizador de disparo (AGM). Los mdulos xStart-XS1 constan de un mdulo base y un mdulo de potencia, que incluye el interruptor protector de motor probado PKZM0 y uno o dos contactores DILEM. stos permiten la conexin de potencias del motor asignadas hasta 4.0 kW con una tensin asignada de empleo Ue de 400 V AC.

1

b a

c

d

e

b c

d

a Gateway XI/ON b Mdulo de alimentacin c Mdulos de E/S XI/ON d Mdulo xStart-XS1 de arrancador directo e Mdulo xStart-XS1 de arrancador inversor Flexibilidad xStart-XS1 puede ajustarse con gran precisin a las distintas necesidades de su instalacin. xStart-XS1 puede utilizarse en puntos a voluntad de una estacin XI/ON, de modo que pueda dividir su estacin cmodamente en los distintos sectores de la instalacin. El motor puede desconectarse in situ mediante el mando. Montaje Para el montaje slo tiene que enclavarse todo el mdulo en dos carriles DIN. Si lo desea, puede montar primero el mdulo base y ms tarde la etapa de potencia. Tanto el montaje como el desmontaje se realizan sin herramientas.

1-8


Sistemas de automatizacin Arrancadores de motor interconectables xStart-XS13

14125

1 2Para reducir los costes de cableado se dispone de accesorios para el suministro de energa. En caso de que se monten en horizontal varios mdulos xStart-XS1 directamente, la alimentacin deL1 L2 L3

energa puede realizarse mediante una distribucin. La distribucin de energa est disponible para una intensidad de empleo de como mximo 63 A.

a b c

PE

M3h

PE

M3h

M3h

PE

M3h

a Borne de alimentacin para bloque de embarrado trifsico b Bloque de embarrado trifsico para hasta 4 arrancadores directos sin contacto auxiliar AGM PE c Arrancador directo sin contacto auxiliar AGM1-9


Sistemas de automatizacin Interconexin en redes serie PS40Modbus Suconet PROFIBUS-DP PROFIBUS-FMS

1

TipoPS4-141-MM1 PS4-151-MM1

InterfacesSuconet K + RS 232 Suconet K + RS 232

Memoria64 kByte 64 kByte

PS4-201-MM1 PS4-271-MM1 PS4-341-MM1 PS416-BGT... PS416-CPU... PS416-POW... PS416-INP... PS416-OUT... PS416-AIN... PS416-AIO... PS416-CNT-200 PS416-TCS-200 PS416-NET... PS416-COM-200 PS416-MOD-200 EM4-101-... EM4-111-...

Suconet K + RS 232 Suconet K + RS 232 Suconet K + RS 232

64 kByte 64 kByte 512 kByte

Serie PS40

Suconet K (M/S) Interface serie Modbus(SI) Suconet K/K1 Suconet K/K1

EM4-201-DX2 EM4-204-DX1 max. 6 LE4

Suconet K PROFIBUS-DP

LE4-104-XP1 LE4-108-... LE4-116-... LE4-206-... LE4-308-... LE4-622-CX1 LE4-633-CX1 LE4-501-BS1 LE4-503-BS1 CM4-504-GS1 CM4-505-GS1 ZB4-501-UM4 S40

2 x 3 contador 3 x 3 registro de carreras de conexin Suconet K PROFIBUS-FMS (Slave) Suconet K, PROFIBUS-DP Gateway Convertidor de interface Software de programacin

1-10


Sistemas de automatizacin Interconexin en redes xSystemModbus Suconet K CANopen PROFIBUS-DP Ethernet

1XC600

XC100 + XIOC

xSystem

XC100-XV + XV100

XC200 + XIOC

1-11


Sistemas de automatizacin Interconexin en redes aparatos de mando y visualizacinCANopen PROFIBUS-DP Suconet DeviceNet Ethernet

1

Tipo

Resolucin

Teclas

Display

Panel de operador de texto MI4

HMI (Aparatos de mando y visualizacin)

MI4-110-KC1 MI4-110-KD1 MI4-110-KG1/2 MI4-140-KF1 MI4-140-KI1 MI4-140-KJ1

120 X 32 120 X 32 120 X 32 120 X 64 240 X 64 240 X 64

11 19 35 27 46 46

LCD monocromo LCD monocromo LCD monocromo LCD monocromo LCD monocromo LCD monocromo

Panel de operador grfico MI4

MI4-150-KI1 MI4-450-KI1 MI4-570-KH1

320 X 240 320 X 240 640 X 480

56 56 50

Monocromo Color STN TFT

Panel de operador tctil MI4 (resistivo)

MI4-130-TA1 MI4-140-TA1 MI4-450-TA1 MI4-550-TA1 MI4-160-TA1 MI4-570-TA2 MI4-580-TA1 MI4-590-TA1

320 X 240 320 X 240 320 X 240 320 X 240 640 X 480 640 X 480 800 X 600 1024 X 768

Monocromo Monocromo Color STN Color TFT Monocromo TFT TFT TFT

Panel de operador tctil MV4 (infrarrojo)

MV4-150-TA1 MV4-450-TA1 MV4-570-TA5 MV4-670-TA1/2 MV4-690-TA1/2

320 X 240 320 X 240 640 X 480 640 X 480 1024 X 768

Monocromo Color STN TFT TFT TFT

1-12


Sistemas de automatizacin Interconexin en redes HMI-PLC integradoCANopen PROFIBUS-DP Suconet DeviceNet Ethernet

Tipo

Resolucin

Tecnologa tctil

Display

1

MC-HPG-230 MC-HPG-230-DP MC-HPG-300 MC-HPG-300-DP

320 X 240 640 X 480

Infrarrojo Infrarrojo

STN color TFT

Embedded HMI-PLC

XVH-340-57CAN XVH-330-57CAN

320 X 240 320 X 240

Infrarrojo Resistivo

STN color STN color

XV-442-57CQB-x-13-1 XV-432-57CQB-x-13-1 XV-440-10TVB-x-13-1 XV-430-10TVB-x-13-1 XV-440-12TSB-x-13-1 XV-430-12TSB-x-13-1 XV-440-15TXB-x-13-1 XV-430-15TXB-x-13-1

320 X 240 320 X 240 640 X 480 640 X 480 800 X 600 800 X 600 1024 X 768 1024 X 768

Infrarrojo Resistivo Infrarrojo Resistivo Infrarrojo Resistivo Infrarrojo Resistivo

STN color STN color TFT TFT TFT TFT TFT TFT

Nota: Los aparatos XVH- ... tambin se suministran con RS 232 o interface MPI.

1-13


Sistemas de automatizacin Diseo XC100/XC200Disposicin del aparato Instale el rack procesador y el circuito de mando, segn se indica en la siguiente figura, en posicin horizontal en el armario de distribucin.

1

c a b

a Distancia > 50 mm b Distancia > 75 mm respecto los elementos activos c Canal para cables

a b a b

a b

Conexin de bornes Las conexiones para la alimentacin de tensin y las E/S centralizadas se han dispuesto segn sigue:

%IX 0.0 %IX 0.2 %IX 0.4 %IX 0.6 %QX 0.0 %QX 0.2 %QX 0.4 24 VQ 24 V

%IX 0.1 %IX 0.3 %IX 0.5 %IX 0.7 %QX 0.1 %QX 0.3 %QX 0.5 0 VQ 0V

Ejemplo de cableado del bloque de alimentacin La conexin de la tensin 0VQ/24VQ slo sirve para la alimentacin de tensin de las 8 entradas y 6 salidas centralizadas y su potencial es independiente del bus. Las salidas 0 a 3 pueden cargarse con 500 mA y las salidas 4 y 5 con 1 A cada una con un factor de funcionamiento (ED) del 100 % y un factor de simultaneidad de 1. Este ejemplo de cableado muestra el cableado con una alimentacin de tensin separada del circuito de mando y de los bornes de E/S. En caso de que slo se utilice una alimentacin de tensin, debern conectarse los siguientes bornes: 24 V con 24VQ y 0 V con 0VQ.

1-14


Sistemas de automatizacin Diseo XC100/XC200Interface CANopen Asignacin del conector de 6 polos Combicon:0 2 4 6 0 2 4 1 3 5 7 1 3 5

Borne 6

Seal GND CAN_L CAN_H GND CAN_L CAN_H

1

+ 24 V H 0VH + 24 VQ H 0 VQ H

6 5 4 3 2 1

5 4 3 2 1

Interface serie RS 232 Mediante esta interface el XC100 se comunica con el PC. La conexin fsica se realiza mediante una interface RJ-45. La interface no posee separacin galvnica. La asignacin de conector es la siguiente: Patilla Denominacin1 2 3 4 5 6 7 8

Utilice nicamente un cable adecuado para CANopen con las siguientes propiedades: Impedancia 108 a 132 O Capacitancia < 50 pF/m120 O 120 O CAN_H CAN_L CAN_GND CAN_H CAN_L CAN_GND

Descripcin Seccin de conductor [mm2] Resistencia del bucle [O/km] 16 40 40 60 701-15

Velocidad de transmisin [kBit/s] 20 125 Ground Transmit Data Ground Receive Data 250 500 1000

Longitud [m] 1000 500 250 100 40

0.75 0.80 0.50 0.60 0.50 0.60 0.34 0.60 0.25 0.34

4 5 7 8

GND TxD GND RxD

En el PC puede utilizar la interface COM1 o COM2. Como conexin fsica debe utilizar el cable de programacin XT-SUB-D/RJ45.


Sistemas de automatizacin Diseo PS4Autmata compacto PS4-151-MM1 Cableado con una alimentacin de tensin del aparato de 230 V AC Contactos de rel con distintos potenciales: 230 V AC y 24 V DCQ1 L1 L2 L3 N PE Q2 F2I> I> I> 2 4 6 2 L1 N PE

1

Entradas 24 V DC mediante bloque de alimentacin externo, funcionamiento conectado a tierra

1

3

5

1

**F1

T11

MM

*+24 V 0V

T2+24 V 0V

*0V

2 +24 V

2.5 mm 2 L1 N X1

B1A

B2A

PRG Suconet K .0 .1

U0 U1 U10 0V

1 A1

2

F3

.0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 24 V 0V .0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 24 V 0V I I R IA/QA .2 .3 .4 .5 R .6 .7A1

F4X1

F5

F6A1

F7

M1A2

P1A1 X2 A1

P2A2 A1 A1

Q11A2

Q12A2

Q13A2

Q14A2

*

En caso de circuitos de mando sin conexin a tierra deber utilizarse un control de aislamiento. (EN 60204-1 y VDE 0100-725)

** Segn EN 60204-1 se precisa un transformador de mando.

1-16


Sistemas de automatizacin Diseo PS4Autmata compacto PS4-201-MM1 Alimentacin de tensin comn del PLC y las entradas/salidasL1 L2 L3 N PE Q1

Funcionamiento sin conexin a tierra con control de aislamiento

1

1

3

5 1

1

F2 C12 21

1

I> I> I> 2 4 6 13 23 33

C1

F12 43

F32 A1

S122 13 PE

Q1114 24 34 L1 L2 L3 PE

Q1144 L1 N

S214

P1

12 14

T1

30V

11 A1

P1A2

*

T2+24 V +24 V 0V 0V

+24 V

Q11A2

1

1

F42

F52 +24 V 0 V

13

13

S314 14

B4A

24 V 0V

A1

PRG Suconet K .0 .1 .2 .3 .4 .5 U0 U1 U10 0V 1 2A1 A1 A1

Q12A2

*

En el funcionamiento sin control de aislamiento, en los circuitos de mando deben conectarse los 0 V con el potencial PE.

.0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 24 V 0V I Q Q13A2

M1A2

1-17


Sistemas de automatizacin Diseo PS4Autmata compacto PS4-341-MM1 Alimentacin de tensin comn del PLC y las entradas/salidasL1 L2 L3 N PE Q1

1

Funcionamiento sin conexin a tierra con control de aislamiento

1

3

5 1

1

F2 C12 21

1

I> I> I> 2 4 6 13 23 33

C1

F12 43

F32 A1

S122 13 PE

Q1114 24 34 L1 L2 L3 PE

Q11 30V

aT2+24 V

44 L1 N

S214

P1

12 14

11 A1

P1A2

*

T1

+24 V

0V

Q11A2

+24 V

0V

F4

F5

F6

.0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7

0 VI .0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 Digital Input

24 V 0V

Digital Input Digital Output

PRG Suconet K

Digital Input Digital Output

1

2

*

En el funcionamiento sin control de aislamiento, en los circuitos de mando deben conectarse los 0 V con el potencial PE.

1-18

.0 .1 .2 .3 .4 .5 U0 U1 U10 0 VA .0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 24 V 0 VQ

0 VI


Sistemas de automatizacin Diseo EM4 y LE4Mdulo de ampliacin EM4-201-DX2 y ampliacin local LE4-116-XD1 Entradas y salidas con alimentacin de tensin separadaQ1 L1 L2 L3 N PE Q2I> I> I> 2 4 6 L1 N PE

Funcionamiento con conexin a tierra

1

1

3

5

1

3

5

Q3I> I> I> 2 4 6 L1 N PE

T1+24 V 0V

*F2

T2+24 V 1 0V

*2

1

F12 15 13 11 11 A1 A1

K118

Q15 Q16 Q1714 12 12

K1A2

Q12A2

.0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7

A1

24 V 0V

I I

Suconet K1/K

1

213 13 A1 X1

Q1814

Q19

Q1414 A2

*

En caso de circuitos de mando sin conexin a tierra deber utilizarse un control de aislamiento.

.8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 24 V 0VP1X2

.8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15

0V .0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 24 V 0VQ Q

1-19


Notas

1

1-20


Arrancadores de motor electrnicos y drivespgina Generalidades Bases de los sistemas de accionamiento Arrancadores suaves DS4 Arrancadores suaves DM4 Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6 Ejemplos de conexin DS4 Ejemplos de conexin DM4 Ejemplos de conexin DF51, DV51 Ejemplos de conexin DF6 Ejemplos de conexin DV6 System Rapid Link 2-2 2-7 2-19 2-22 2-26 2-38 2-54 2-69 2-77 2-80 2-86

2

2-1


Arrancadores de motor electrnicos y drives GeneralidadesLa gama completa para la conexin del motor Las distintas aplicaciones precisan distintos requisitos en cuanto a los accionamientos elctricos: En el ms fcil de los casos el motor se conecta con un contactor electromecnico. La combinacin de proteccin de motores y proteccin de lnea se denomina arrancador de motor. Las exigencias referentes a la conexin frecuente y/o silenciosa las cumplen los contactores semiconductores sin contactos. Adems de la proteccin de lnea, contra cortocircuitos y sobrecargas clsica, segn la coordinacin de tipo 1 o 2 tambin se utilizan semifusibles extrarrpidos. En el arrancador directo (estrella-tringulo, arrancador inversor, regulacin por cambio de nmeros de polos) se producen puntas de corriente e impactos instantneos perturbadores. En este caso, los arrancadores suaves ofrecen un arranque suave con proteccin de red. Las exigencias para una velocidad con regulacin continua o un ajuste del par condicionado por la aplicacin las cumplen hoy en da los convertidores de frecuencia (convertidor de frecuencia U/f, convertidor de frecuencia vectorial, servo). En general rige lo siguiente: La aplicacin define el accionamiento.Arranque suave Regulacin de velocidad

2

Conectar

Conectar frecuente y silenciosamente

Distribucin de energa

Proteger

Cortocircuito Sobrecarga electromecnico

Cortocircuito Sobrecarga Semiconductor

Cortocircuito Sobrecarga Semiconductor electromecnico Arranque electrnico

Cortocircuito Semiconductor electromecnico Convertidor de frecuencia, protector de motor

Conectar

electrnico

Mando/ Regulacin

M3~

M3~

M3~

M3~

M3~

Motor asncrono de corriente trifsica En primer lugar, una tarea motriz requiere un motor de accionamiento, cuyas propiedades en cuanto a la velocidad, el par y la regulacin sean compatibles con la tarea seleccionada. El motor ms utilizado a escala mundial es el motor asncrono trifsico. Su diseo robusto y slido as como los elevados grados de proteccin y ejecuciones normalizadas constituyen las prin2-2

cipal caracterstica de este rentable motor elctrico que es el ms utilizado.


Arrancadores de motor electrnicos y drives GeneralidadesComo caractersticas del motor trifsico cabe destacar las curvas caractersticas de arranque con momento de apriete MA, momento de inversin MK y par nominal MN.M, I I A MA MN MB MM IN 0 ML Ms Mk

ns = ns f p

f x 60 P

= giros por minuto = frecuencia de la tensin en Hz = nmero de pares de polos

2

nN nS n

El motor trifsico tiene tres fases de devanado, separadas una de la otra 120/p (p = nmero de pares de polos). Al conectar una tensin trifsica desplazada 120 en el tiempo, se crea en el motor un campo giratorio.L1L2 L3

Ejemplo: motor de 4 polos (nmero de pares de polos = 2), frecuencia de red = 50 Hz, n = 1500 min-1 (velocidad sncrona, velocidad del campo giratorio) Condicionado por la accin de induccin, el rotor del motor asincrnico no puede alcanzar la velocidad del campo giratorio sncrona ni siquiera en marcha en vaco. La diferencia entre la velocidad sncrona y la velocidad del rotor se denomina deslizamiento. Velocidad de deslizamiento: S = ns n ns

Velocidad de una mquina asncrona:90 180 270 360

n =

f x 60 P

(1 s)

0

Para la potencia rige: P2 =120 120 120

Mxn 9550

h =

P2 P2

Mediante la accin de induccin, se crean en el devanado rotrico el campo giratorio y el par. En este caso, la velocidad del motor depende del nmero de pares de polos y de la frecuencia de la tensin que se debe alimentar. El sentido de giro puede invertirse cambiando las dos fases de conexin.

P1 = U x I x W3 cos v P2 M n = potencia del eje en kW = par en Nm = velocidad en min-1

2-3


Arrancadores de motor electrnicos y drives GeneralidadesLos datos nominales elctricos y mecnicos del motor se indican en la placa de caractersticas. La conexin elctrica del motor asincrnico de corriente trifsica se produce normalmente mediante seis conexiones atornilladas.Para ello, se distingue entre dos tipos de conexin base, la conexin estrella y la conexin de tringulo.W2 U2 V2

2

Motor & Co GmbH Typ 160 l Nr. 12345-88 3 ~ Mot. 400/690 V 29/17 A 15 kW y 0,85 1430 U/min 50 Hz Iso.-Kl. F IP 54 t IEC34-1/VDE 0530 Dy S1

U1

V1

W1

Conexin estrella

Conexin de tringulo

L3 V1 ULN L1 ILNULN = W3 x UW ILN = IW

W1 W2 V2 U2 U1

L3 V2 V1 L2 ULN L1 ILNULN = UW ILN = W3 x IW

W1

L2

U2 U1

W2

U1

V1

W1

U1

V1

W1

W2

U2

V2

W2

U2

V2

Nota: En la conexin de servicio, la tensin asignada del motor debe corresponderse con la tensin de red.

2-4


Arrancadores de motor electrnicos y drives GeneralidadesProceso de arranque y operacional Entre los procesos de arranque y operacionales ms importantes de los motores asincrnicos de corriente trifsica cabe citar los siguientes: Arranque directo (electromecnico) Conexin estrella-tringulo (electromecnica)

2

D

y

M 3h

M 3h

M ~ I, n = constante

My ~ l Md, n = constante

D IN MN y IN MN

nNU 100 % U 100 %

nN

D

58 %

y

t

t

2-5


Arrancadores de motor electrnicos y drives Generalidades

Arrancador suave y contactor semiconductor (electrnicos)

Convertidor de frecuencia (electrnico)

2POWER

Hz A RUN

ALARM

IPRG

O

PRG

ENTER

M 3h

M 3h

M ~ U2, n = constante

M ~ U/f, n = variable

INMN

IN MN

nNU 100 %

n0 n1 n2 ...U 100 % U2

nN ...

nmax

U Boost 30 % t Ramp t

U Boost t Ramp

t

UBoost = tensin de inicio (regulable) tRamp = tiempo de rampa (regulable)

U2 = tensin de salida (regulable) UBoost = tensin de inicio (regulable) tRamp = tiempo de rampa (regulable)

2-6


Arrancadores de motor electrnicos y drives Bases de los sistemas de accionamientoAparatos de la electrnica de potencia Los aparatos de la electrnica de potencia sirven para adaptar de forma continua magnitudes fsicas, p. ej. la velocidad o el par, al proceso de fabricacin. La energa obtenida de la red elctrica se prepara en el dispositivo electrnico de potencia y se suministra al consumidor de energa (motor). Contactores semiconductores Los contactores semiconductores permiten una conexin rpida y silenciosa de motores trifsicos y cargas hmicas. En este caso, la conexin se realiza automticamente hasta el momento ptimo y se suprimen las puntas de corriente y los picos de tensin no deseados. Arrancadores suaves Accionan la tensin de red en un tiempo regulable el 100 %. El motor arranca prcticamente sin sacudidas. La reduccin de la tensin provoca una reduccin cuadrtica del par con relacin al par de arranque normal del motor. Los arrancadores suaves son especialmente adecuados para el arranque de cargas con un curso cuadrtico de la velocidad o del par (p. ej. bombas o ventiladores). Convertidores de frecuencia Los convertidores de frecuencia convierten la red de corriente alterna o trifsica con tensin y frecuencia constantes en una nueva red trifsica, cuya tensin y frecuencia son variables. Este accionamiento de la tensin/frecuencia permite regular la velocidad de motores trifsicos de forma continua. El accionamiento tambin puede controlarse con par nominal en caso de poca velocidad. Convertidores de frecuencia vectoriales Mientras que en los convertidores de frecuencia el motor trifsico se acciona mediante una relacin U/f con regulacin de la curva caracterstica (tensin/frecuencia), en los convertidores de frecuencia vectorial se realiza mediante una regulacin sin sensores, orientada al flujo del campo magntico en el motor. En este caso, la magnitud controlada es la intensidad de motor. De este modo, el par de apriete se regula de forma ptima para aplicaciones muy exigentes (mecanismos de mezcla y agitacin, extrusores o dispositivos de transporte).

2

2-7


Arrancadores de motor electrnicos y drives Bases de los sistemas de accionamientoSistemas de accionamiento de MoellerDenominacin Referencia Intensidad asignada [A] 1050 Tensin de red [V] Potencia asignada del motor [kW]

2

Contactor semiconductor para carga hmica e inductiva Arrancador suave Arrancador suave con inversin del sentido de giro Arrancador suave con rel de bypass Arrancador suave con rel de bypass e inversin del sentido de giro Arrancador suave (tipo de conexin In-Line) Arrancador suave (tipo de conexin In-Delta) Convertidor de frecuencia Convertidor de frecuencia Convertidor de frecuencia Convertidor de frecuencia vectorial Convertidor de frecuencia vectorial Convertidor de frecuencia vectorial

DS4-140-H

1 AC 110500

DS4-340-M DS4-340-MR

623 623

3 AC 110500 3 AC 110500

2,211 (400 V) 2,211 (400 V)

DS4-340-MX, DS4-340-M + DIL DS4-340-MXR

1646 1631

3 AC 110500 3 AC 110500

7,522 (400 V) 7,515 (400 V)

DM4-340... DM4-340... DF51-322... DF51-340... DF6-340... DV51-322... DV51-340... DV6-340...

16900 16900 1,410 1,516 22230 1,411 1,516 2,5260

3 AC 230460 3 AC 230460 1 AC 230 3 AC 230 3 AC 400 3 AC 400 1 AC 230 3 AC 230 3 AC 400 3 AC 400

7,5500 (400 V) 11900 (400 V) 0,252,2 (230 V) 0,377,5 (400 V) 11132 (400 V) 0,252,2 (230 V) 0,377,5 (400 V) 0,75132 (400 V)

2-8


Arrancadores de motor electrnicos y drives Bases de los sistemas de accionamiento

POWER

Hz A RUN

ALARM

IPRG

O

PRG

ENTER

2Contactor semiconductor DS4- Convertidor de frecuencia DF51- Convertidor de frecuencia vectorial DV51-

Convertidor de frecuencia DF6-340- Convertidor de frecuencia vectorial DV6-340-

Arrancador suave DM4-

2-9


Arrancadores de motor electrnicos y drives Bases de los sistemas de accionamientoArranque directo En el caso ms fcil y especialmente con pequeas potencias (hasta unos 2,2 kW), el motor trifsico se conecta directamente a la tensin de red. En la mayora de aplicaciones esto se realiza con un contactor electromecnico. En este modo operativo, con una red con tensin y frecuencia fijas, la velocidad del motor asincrnico slo se sita un poco por debajo de la velocidad sncrona [ns ~ f]. La velocidad de funcionamiento [n] diverge de sta, porque el rotor se desliza en frente del campo giratorio: [n = ns x (1 s)], con el deslizamiento [s = (ns n)/ns]. Durante el arranque (s = 1), se produce una intensidad de arranque desde hasta diez veces ms la intensidad asignada Ie.

2

I Ie

7 6 5 4

M2 MN

1 3 2 1

ML

0.25

0.5

0.75

1

0.25

0.5

0.75

1

n/nN I/Ie: 6...10Caractersticas del arranque directo para motores trifsicos de baja y media potencia tres cables de conexin (tipo de conexin: estrella o tringulo) elevado par de arranque carga mecnica muy elevada elevadas puntas de intensidad cortes de tensin aparamenta sencilla En caso de que por parte del cliente se requiera una conexin frecuente y/o silenciosa o bien la condiciones ambientales adversas conlleven una aplicacin limitada de los elementos de conexin electromecnicos, se precisarn contactores semiconductores electrnicos. En el contactor semi2-10

n/nN M/MN: 0.25...2.5conductor, adems del cortocircuito y la proteccin contra sobrecargas, tambin deber considerarse el contactor semiconductor mediante un fusible extrarrpido. Segn IEC/EN 60947, en la coordinacin de tipo 2 se precisa un fusible semiconductor extrarrpido. En la coordinacin de tipo 1, que se utiliza en la mayora de tipos de aplicacin, puede prescindirse del fusible semiconductor extrarrpido. Ejemplos: Tcnica de sistemas para edificios: Accionamiento inversor en puertas de ascensor Arranque de grupos frigorficos Arranque de cintas transportadoras Zonas con atmsferas crticas:


Arrancadores de motor electrnicos y drives Bases de los sistemas de accionamiento Accionamiento de motores de bombas en surtidores de patios de tanques Accionamiento de bombas en el procesamiento de barnices y tintas. Arranque del motor en estrella-tringulo El arranque de motores trifsicos en la conexin estrella-tringulo es la variante ms conocida y utilizada. Con la completa combinacin estrella-tringulo cableada de serie SDAINL, Moeller nos ofrece una.

Otras aplicaciones: cargas no inductivas como Elementos calefactores en extrusores Elementos calefactores en hornos de cocer Accionamiento de lmparas.

cmoda regulacin del motor. De este modo, el cliente no slo se ahorra tiempo durante el cableado y el montaje, sino que tambin elimina la posibilidad de que se produzcan fuentes de error.

2

I Ie

7 6 5 4

M2 MN

1 3 2 1

ML

0.25

0.5

0.75

1

0.25

0.5

0.75

1

n/nN I/Ie: 1.5...2.5Caractersticas de los arrancadores estrella-tringulo para motores trifsicos de baja a alta potencia poca intensidad de arranque seis cables de conexin poco par de arranque puntas de corriente al conectar de estrella a tringulo carga mecnica al conectar de estrella a tringulo

n/nN M/MN: 0.5

2-11


Arrancadores de motor electrnicos y drives Bases de los sistemas de accionamientoArrancadores suaves (arranque del motor electrnico) Tal y como nos muestran las curvas caractersticas del arranque directo y de estrella-tringulo, se producen saltos de intensidad y de momentos que pueden significar influjos negativos sobre todo en potencias de motor medias y elevadas: elevada carga mecnica de la mquina desgaste ms rpido costes de mantenimiento ms elevados costes de preparacin elevados a travs de las compaas de suministro elctrico (clculo de las corrientes de pico) elevada carga de la red y de generador cortes de tensin que pueden influir negativamente en otros consumidores de energa. Lo ideal es un aumento del par sin choques y una reduccin de la intensidad apropiada en la fase de arranque, lo cual se consigue gracias al arrancador suave electrnico. ste acciona de forma continua la tensin de alimentacin del motor trifsico en la fase de arranque. De este modo, el motor trifsico se ajusta al comportamiento de carga de la mquina operadora y se acelera cuidadosamente. Adems, se evitan los golpes mecnicos y se suprimen las puntas de intensidad. Los arrancadores suaves son una alternativa electrnica a los clsicos arrancadores estrella-tringulo.

2

I Ie

7 6 5 4

M2 MN

1 3 2 1

ML

0.25

0.5

0.75

1

0.25

0.5

0.75

1

n/nN I/Ie: 1...5Caractersticas de los arrancadores suaves para motores trifsicos de baja a alta potencia no se producen puntas de intensidad no requieren mantenimiento reduccin del par de arranque regulable

n/nN M/MN: 0.15...1

2-12


Arrancadores de motor electrnicos y drives Bases de los sistemas de accionamientoConexin en paralelo de motores a un arrancador suave Tambin pueden conectarse varios motores en paralelo a un arrancador suave, sin necesidad de influir en el comportamiento de los distintos motores. Los motores deben equiparse individualmente con la correspondiente proteccin de sobrecargas. Nota: La absorcin de corriente de todos los motores conectados no puede exceder la intensidad asignada de empleo Ie del arrancador suave. Nota: Para ello deber proteger cada uno de los motores de forma individual con termistores y/o rels bimetlicos. Atencin! No puede conectarse en la salida del arrancador suave. Los picos de tensin que se forman pueden daar los tiristores de la etapa de potencia. En caso de que se hayan conectado en paralelo motores con grandes diferencias de potencia (p. ej. 1,5 kW y 11 kW) en la salida de un arrancador suave, es posible que surjan problemas durante el arranque. En algunos casos, es posible que el motor con la potencia de motor ms baja no pueda alcanzar el par requerido, a causa de los valores de resistencia hmica relativamente grandes en el estator de dichos motores. Durante el arranque, stos precisan una tensin ms elevada. Por este motivo, se recomienda ejecutar la variante de conexin slo con motores del mismo tamao.L1 L2 L3

F1 Q1

2

Q11

L1 L2 L3

Q21T1 T2 T3

F11

F12

M1

M 3

M2

M 3

2-13


Arrancadores de motor electrnicos y drives Bases de los sistemas de accionamientoMotores cambiapolos y motores Dahlander en un arrancador suave Los arrancadores suaves pueden utilizarse en la alimentacin antes de la regulacin por cambio de nmeros de polos, a apartado Motores de polos conmutables, pgina 8-51). Nota: Todas las conmutaciones (velocidad mxima/mnima) deben realizarse en reposo: La orden de arranque slo puede producirse si se ha seleccionado un circuito y se ha establecido una orden de arranque para la regulacin por cambio de nmeros de polos. El control puede compararse al control en cascada, en el que no se conmuta el siguiente motor, sino slo el otro devanado (TOR = sealizacin Top of Ramp). Motor de anillos rozantes de corriente trifsica en un arrancador suave Durante el reequipamiento o modernizacin de instalaciones antiguas, los arrancadores suaves pueden sustituir a los contactores y resistencias de rotor en arrancadores automticos de rotores trifsicos de velocidades mltiples. Para ello se eliminan las resistencias de rotor y contactores asignados y se puentean los anillos colectores del rotor en el motor. A continuacin, el arrancador suave se conecta a la alimentacin y el arranque del motor se realiza de forma continua (a figura, pgina 2-15).

Motores con compensacin de la corriente reactiva en el arrancador suaveAtencin! No pueden conectarse cargas capacitivas en la salida de arranques suaves. Los motores o grupos de motores con compensacin de la corriente reactiva no pueden arrancarse mediante arrancadores suaves. La compensacin en el lado de la red es admisible una vez ha transcurrido el tiempo de rampa (fase de aceleracin a plena marcha) (sealizacin TOR = Top of Ramp) y los condensadores poseen una inductividad preconectada. Nota: Accione los condensadores y circuitos compensadores nicamente con inductividades fijas en serie, siempre y cuando tambin se hayan conectado en las redes aparatos electrnicos, como p. ej. arrancadores suaves, convertidores de frecuencia o SAI. a figura, pgina 2-16.

2

2-14

L1 L2 L31 3 5 13

L1 L2 L3 F1

114

3 5

13

F1Q1I> I> I> 2 4 6

14

Q1

I> I> I> 2 4 6

1

3 5

Q112 4 6 2 4 62 4L1 L2 L3

2

4 6

Q43

1

3 5

2

4 6

Q42

1

3 5

Q41

1 3 5

Q116

1 3 5

Q21T1 T2 T3


U V W PE

U V W

K U2 V2 W2

R3

R2U1 V1 W2

R1

U3


M 3

L M

V3

M 3 M1

K L M

W3

M1

2-15

2



TORT1 T2 T3 L1 L2 L3

2

Q12

Q11

L1 L2 L3

Q21

Q1

M1

T1 T2 T3

L1 L2 L3

Q11

Q1

Q21

L1 L2 L3

Q11

L1 L2 L3

2-16

Q1

M1

M 3

M1

M 3

No permitido

Atencin!

M 3


Arrancadores de motor electrnicos y drives Bases de los sistemas de accionamientoEntrada de puntos neutros durante el funcionamiento con arrancador suave/contactor semiconductor Atencin! La entrada del punto neutro en el conductor PE o N no est permitida durante el funcionamiento con contactores semiconductores o arranques suaves accionados. Esto deber tenerse especialmente en cuenta en arrancadores accionados con control sobre 2 fases.L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3

2

L1 L2 L3

L1

L2

L3

L1

L2

L3

Q21T1 T2 T3 T1 T2 T3 T1 T2 T3

M1

M 3

Atencin!

R1

No permitido

2-17


Arrancadores de motor electrnicos y drives Bases de los sistemas de accionamientoArrancadores suaves y coordinaciones de tipo segn IEC/EN 60947-4-3 Segn IEC/EN 60947-4-3, 8.2.5.1 se definen las siguientes coordinaciones de tipo: Coordinacin de tipo 2 En la coordinacin de tipo 2, el contactor o arrancador suave no puede daar a las personas ni instalaciones en caso de cortocircuito y debe ser adecuado para seguir funcionando. En el caso de aparatos de mando y contactores hbridos se corre el riesgo de soldadura de contactos. En este caso, el fabricante deber indicar cmo debe realizarse el mantenimiento. En caso de cortocircuito debe dispararse el rgano de seguridad asignado (SCPD = Short-Circuit Protection Device): en caso de fusible deber cambiarse.

2

Coordinacin de tipo 1 En la coordinacin de tipo 1, el contactor o arrancador suave no puede daar a las personas ni instalaciones en caso de cortocircuito y no precisa ser adecuado para seguir funcionando sin necesidad de repararse o cambiar alguna pieza.

L1 L2 L3 PE

L1 L2 L3 PE

Q1I> I> I>

Q1I> I> I>

F1

F1

L1 L2 L3

L1 L2 L3

Q21T1 T2 T3

Q21T1 T2 T3

M1

M 3

M1

M 3

2-18


Arrancadores de motor electrnicos y drives Arrancadores suaves DS4Caractersticas de producto Diseo, montaje y conexiones en un contactor Deteccin de la tensin de mando automtica 24 V DC g 15 % 110 a 240 V AC g 15 % Conexin segura en el 85 % de Umin Indicacin de funcionamiento mediante LED Rampa de arranque y parada regulable por separado (0.5 a 10 s) Tensin de inicio regulable (30 al 100 %) Contacto de rel (contacto de cierre): aviso sobre el estado de funcionamiento, TOR (Top of Ramp)

2

2 1 5

t-Start (s)

0,5 0 50 80 60 10

U-Start (%)

40 30 1 5 0,5 2 100

t-Stop (s)

0

10

2-19


Arrancadores de motor electrnicos y drives Arrancadores suaves DS4Indicadores LED Segn la situacin los LED se iluminan de la siguiente manera:LED rojo LED verde Iluminado Funcin Init, los LED se iluminan brevemente, la propia Init dura unos 2 segundos Dependiendo del aparato: todos los aparatos: los LED se iluminan una vez de forma breve aparatos DC: tras una breve pausa, los LED se iluminan adicionalmente otra vez por poco tiempo El aparato est desconectado En condiciones para el funcionamiento, alimentacin correcta, pero sin seal de inicio Aparato en funcionamiento, la rampa est activada (arranque suave o paro suave), en M(X)R se indica adicionalmente el sentido de giro del campo giratorio activo. Aparato en funcionamiento, Top-of-Ramp alcanzado, en M(X)R se indica adicionalmente el sentido de giro del campo giratorio activo. Error

2

Iluminado

Apagado Apagado Apagado

Apagado Flash en ciclos de 2s Intermitencia en ciclos de 0,5 s Iluminado Apagado

Apagado Intermitencia en ciclos de 0,5 sU Ue

A1, A2 FWD, REV, 0

Uout = 100 %

Run(FWD/REV-) LED

Error-LED

Inicio

Error

Listo para funcionar

en rampa

Fin de rampa

2-20


Arrancadores de motor electrnicos y drives Arrancadores suaves DS4Variantes de las etapas de potencia Arrancador directoL1 L2 L3

Arrancador directo con bypass DS4-340-...-MX

Arrancador inversor DS4-340-...-MR

Arrancador inversor con bypass DS4-340-...-MXR

DS4-340-...-ML1 L2 L3

2

DS4T1 T2 T3

M 3

2-21


Arrancadores de motor electrnicos y drives Arrancadores suaves DM4Caractersticas de producto Arrancadores suaves parametrizables, con posibilidad de comunicacin, con bornes de mando enchufables e interface para las siguientes opciones: Unidad de mando y de parametrizacin Interface serie Conexin bus de campo Interruptor selector para aplicaciones con registros de parmetros preprogramados para 10 aplicaciones estndar Regulador I2t Limitacin de intensidad Proteccin contra sobrecargas Deteccin de marcha en vaco/subintensidad (p. ej. fisura de la correa trapezoidal) Arranque con par elevado Deteccin de la tensin de mando automtica 3 rels, p. ej. aviso de fallo, TOR (Top of Ramp) Segn los correspondientes registros de parmetros ajustados, ya pueden consultarse diez aplicaciones tpicas mediante un interruptor selector. El resto de parametrizaciones especficas de la instalacin pueden ajustarse perfectamente de forma personalizada mediante una unidad de mando que puede adquirirse opcionalmente. Por ejemplo, con el modo de funcionamiento PID pueden accionarse cargas hmicas e inductivas trifsicas, calefacciones, iluminaciones o transformadores y regularse con retorno del valor real (circuito de regulacin cerrado). En lugar de la unidad de mando tambin pueden conectarse interfaces inteligentes: interface serie RS 232/RS 485 (parametrizacin mediante software de PC) conexin bus de campo Suconet K (interface en todos los PLC de Moeller) conexin bus de campo PROFIBUS-DP El arrancador suave DM4 permite el arranque suave del modo ms cmodo posible. De este modo no se necesitan los componentes adicionales externos como rels trmicos, puesto que adems del control de defecto de fase y la medicin de la intensidad de motor, tambin puede evaluarse la medicin de la temperatura en el devanado de motor mediante la entrada de termistor integrada. DM4 cumple la norma de producto IEC/EN 60 947-4-2. En el arrancador suave la disminucin de la tensin conlleva la reduccin de las elevadas intensidades de arranque en el motor trifsico; de todos modos, esto tambin hace que disminuya el par de apriete: [IArranque ~ U] y [M ~ U2]. Adems, una vez arranca correctamente, en todas las soluciones presentadas hasta ahora el motor alcanza la velocidad indicada en la placa indicadora de potencia. Para el arranque del motor con par nominal y/o el funcionamiento con las velocidades independientes de la frecuencia de red, se precisa un convertidor de frecuencia.

2

2-22


Arrancadores de motor electrnicos y drives Arrancadores suaves DM4

20 - standart 1 - high torque 2 - pump 3 - pump kickstart 4 - light conveyor 5 - heavy conveyor 6 - low inertia fan 7 - high inertia fan 8 - recip compressor 9 - screw compressor

0 - standard 1 - high torque 2 - pump 3 - pump kickstart 4 - light conveyor 5 - heavy conveyor 6 - low inertia fan 7 - high inertia fan 8 - recip compressor 9 - screw compressor

flash on

fa ult su pp ly

aru n c/l

b

2-23


Arrancadores de motor electrnicos y drives Arrancadores suaves DM4Aplicaciones estndar (interruptor selector)Impresin en el aparato Indicacin en la unidad de mando Normal Par inicial de arranque Bomba pequea Bomba grande Cinta pequea Cinta grande Ventilador pequeo Significado Propiedades

2

Normal Par elevado1)

Normal Par inicial de arranque elevado Bomba pequea Bomba grande Cinta transportadora pequea Cinta transportadora grande Ventilador ms ligero

Configuracin de serie, adecuado sin necesidad de ajustes para casi todas las aplicaciones Accionamientos con par inicial de arranque elevado Accionamiento de la bomba hasta 15 kW Accionamiento de la bomba por encima de 15 kW Tiempos de rodaje en inercia mayores

Bombas BombArrRapid Cinta Ligera Cinta Pesada VentBajaIner

Accionamiento del ventilador con momento de inercia de masa relativamente ms pequeo, mx. quince veces el momento de inercia del motor Accionamiento del ventilador con momento de inercia de masa relativamente grande, ms de quince veces el momento de inercia del motor.Tiempos de arranque ms largos Tensin de inicio elevada, optimizacin cos-v ajustada Intensidad absorbida elevada, sin limitacin de intensidad

VentAltaIner

Ventilador grande

Ventilador ms pesado

Compres.Emb. Compres.Tor.

Bomba de mbolo Compr. helicoidal

Compresor de mbolo Compresor helicoidal

1) En el ajuste High Torque (par elevado) se requiere que el arrancador suave pueda suministrar ms intensidad para el factor 1.5 de la que se indica en el motor.

Conexin in-Delta Normalmente, los arrancadores suaves se conectan directamente en serie con el motor (In-Line). El arrancador suave DM4 tambin permite el funcionamiento en la conexin In-Delta (tambin denominada conexin Tringulo). Ventaja: Esta conexin es ms econmica porque el arrancador suave slo debe desmontarse para un 58 % de la intensidad asignada. Desventajas frente a la conexin In-Line:2-24

Como en la conexin estrella-tringulo, el motor debe estar conectado con seis conductores. La proteccin de motores del DM4 slo est activa en una lnea. Por esto, debe instalarse un dispositivo de proteccin de motores adicional en la lnea paralela o en la alimentacin. Nota: La conexin In-Delta es una solucin muy adecuada en potencias del motor con ms de 30 kW y al cambiar arrancadores estrella-tringulo.

Arrancadores de motor electrnicos y drives Arrancadores suaves DM4

En Lnea

ULN NZM7-125N-OBII I I

400 V NZM7-125NI I I

En Tringulo

DILM115

DILM115

100 A DM4-340-55K (105 A)

100 A 3 DM4-340-30K (59 A)


400 S1U1 V1 W1

M

/ 690 V 55 kW 1410 rpm

100 / 59 A cos 0.86 50 HzMU1 V1 W1

3~W2 U2 V2

3~ 55 kW 400 VW2 U2 V2

55 kW 400 V

2-25

2


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6Montaje y modo de funcionamiento Los convertidores de frecuencia permiten regular la velocidad de forma continuada en motores trifsicos.

2U, f, (I) constante Red

Flujo de energa F M 3~ Motor I ~ M f ~ n PL = M, n m v J Carga Mxn 9550

U, f, I variable Regulador electrnico Pel = U x I x 3 x y

El convertidor de frecuencia transforma la tensin y la frecuencia constantes de la red de alimentacin en una tensin continua. A partir de esta tensin continua genera para el motor trifsico una nueva red trifsica con tensin variable y frecuencia variable. Para ello, el convertidor de frecuencia toma de la red de alimentacin prcti-

camente slo potencia activa (cos v ~ 1). La potencia reactiva necesaria para el funcionamiento del motor la suministra el circuito intermedio de tensin continua. De este modo, no se necesitan los dispositivos de compensacin cos v del lado de la alimentacin.

a

b

c

IGBT

L1, L1 L2, N L3 M 3~

da b Rectificador Circuito intermedio de tensin continua c d Ondulador con IGBT Circuito de mando/regulacin

2-26


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6Hoy en da, el motor trifsico con regulacin de la frecuencia es un mdulo estndar para la regulacin continua de la velocidad y del par, que proporciona un gran ahorro de energa y una elevada rentabilidad, ya sea como accionamiento individual o como parte de una instalacin automatizada. En este caso, las posibilidades de una asignacin individual o especfica de la instalacin se determinan mediante la instancia de los onduladores y del proceso de modulacin.

2

I Ie

7 6 5 4

M MN

2

M MN1

3 2 1

ML

I IN

0.25

0.5

0.75

1

0.25

0.5

0.75

1

n/nN I/Ie: 0...1.8Proceso de modulacin de los onduladores De forma simplificada, el ondulador consta de seis interruptores electrnicos y actualmente se disea con IGBT (Transistor Bipolar de Puerta Aislada). El circuito de mando conecta y desconecta estos Regulacin vectorial sin sensores Mediante el algoritmo de control se calculan las muestras de conexin de la modulacin de duracin de impulsos para el ondulador. Durante el control vectorial de la tensin se accionan la amplitud y la frecuencia del vector de tensin dependiendo del deslizamiento y de la intensidad de carga. Esto permite amplios mrgenes de ajuste de la velocidad y elevadas precisiones de la velocidad sin retroceso de la misma. Este proceso de control (circuito de mando U/f) se prefiere en el

n/nN M/MN: 0.1...1.5IGBT segn distintos principios (proceso de modulacin) modificando de este modo la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia.

servicio en paralelo de varios motores en un convertidor de frecuencia. Durante el control vectorial con regulacin del flujo se calcula el componente de la corriente reactiva a partir de las intensidades de motor medidas, se compara con los valores del modelo de motor y en caso necesario se corrige. La amplitud, la frecuencia y el ngulo de fijacin del vector de tensin se accionan directamente. Gracias a ello es posible el servicio en los lmites de intensidad,2-27


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6amplios mrgenes de ajuste de la velocidad y elevadas precisiones de la misma. La potencia dinmica del accionamiento destaca especialmente en velocidades mnimas, p. ej. mecanismos de elevacin y bastidores de rebobinado. La ventaja principal de la tecnologa vectorial sin sensores radica en la regulacin del flujo del motor en un valor, que corresponde al flujoX1 R1 X'2 R'2 / s b i1 iw i1 iw o

2

nominal del motor. Por este motivo, en los motores asincrnicos trifsicos tambin es posible una regulacin de par dinmica al igual que en los motores de corriente continua. La siguiente figura muestra un esquema equivalente simplificado del motor asincrnico y los correspondientes vectores de intensidad:

u1

im

Xh

~ im V

ib im

d e

a

b

c

ia

a b c d e

Estator Ncleo de aire Rotor Rotor orientado al flujo Orientado al estator

i1 = intensidad estatrica (intensidad de fase) i = componente de intensidad generador de flujo iw = componente de intensidad generador del par R /s = resistencia de rotor dependiente del desliza2 miento Los datos del motor fsicos necesarios para el modelo se crean a partir de los parmetros (Selftuning) indicados y medidos.

En la regulacin vectorial sin sensores, a partir de las magnitudes medidas de la tensin estatrica u1 y de la intensidad estatrica i1 se calcula la magnitud generadora de flujo i y la magnitud generadora del par iw. El clculo se realiza en un modelo de motor dinmico (esquema equivalente elctrico del motor trifsico) con reguladores de la intensidad adaptivos, teniendo en cuenta la saturacin del campo principal y de las prdidas magnticas. En este caso, los dos componentes de intensidad se colocan tras la cantidad y la fase en un sistema de coordenadas rotativo (o) para el sistema de referencia con fijacin del estator (a, b).

2-28


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6Caractersticas de los convertidores de frecuencia DF5, DF6 control de la velocidad continuo mediante regulacin de la tensin/frecuencia (U/f) elevado par de arranque par constante en el margen nominal del motor medidas CEM (opciones: filtro supresor de radio interferencias, cable del motor apantallado) Caractersticas adicionales de la regulacin vectorial sin sensores en las series DV51 y DV6 regulacin de par continua, incluso si la velocidad es cero bajo tiempo de regulacin del par elevado factor de calidad de la marcha y constancia en la velocidad regulacin de la velocidad (opciones para DV6: mdulo del regulador, generador de impulsos) Los convertidores de frecuencia de las series DF51, DF6 y DV51, DV6 se ajustan en fbrica para la potencia asignada del motor. De este modo, todos los usuarios pueden iniciar el accionamiento inmediatamente tras la instalacin. Las configuraciones personalizadas pueden ajustarse mediante la unidad de mando interna. En niveles escalonados pueden seleccionarse y parametrizarse distintos modos de funcionamiento. Para aplicaciones con regulacin de la presin y del flujo, todos los aparatos poseen un regulador PID interno, que puede ajustarse segn la instalacin. Otra de las ventajas de los convertidores de frecuencia es que no precisan componentes adicionales externos para las tareas de control ni para la proteccin de motores. En la cara de alimentacin slo se precisa un fusible o un interruptor automtico (PKZ) para la proteccin de lnea y cortocircuito. Las entradas y salidas de los convertidores de frecuencia se controlan internamente en el aparato mediante circuitos de medicin y de regulacin, p. ej. sobretemperatura, defecto a tierra, cortocircuito, sobrecarga del motor, bloqueo del motor y control de la correa trapezoidal. La medicin de la temperatura en el devanado de motor tambin puede integrarse mediante una entrada de termistor en el circuito de control del convertidor de frecuencia.

2

2-29


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6Montaje de los convertidores de frecuencia Normalmente, los aparatos electrnicos como arrancadores suaves y convertidores de frecuencia deben montarse en posicin vertical. Para la circulacin trmica, en la parte superior e inferior de los aparatos debera mantenerse un espacio libre sin construir de como mnimo 100 mm. El espacio libre lateral debera ser de como mnimo 50 mm en DF6 y DV6.F 30 F 30 F 30 F 30

2

f 100f 80 f 1202-30

f 100


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6Conexin segn CEM de convertidores de frecuencia.

Red Apantallamiento F

2

Conexin

Q

Reactancia de red

R

Filtro de K interferencia

Convertidor de T frecuencia

3~

Cable del motor

Motor

M

M 3~

El montaje y la conexin segn CEM se describen detalladamente en los correspondientes manuales (AWB) de los aparatos.2-31


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6Indicaciones para una instalacin conforme a las normas de convertidores de frecuencia Si se tienen en cuenta las siguientes indicaciones se conseguir un diseo conforme a CEM. Los campos parsitos elctricos y magnticos pueden limitarse a los niveles requeridos. Las medidas necesarias slo tienen efecto en combinacin y deberan tenerse en cuenta incluso durante la fase de diseo. El posterior cumplimiento de las medidas CEM necesarias slo es posible si se aumentan los costes. Medidas CEM La CEM (Compatibilidad electromagntica) indica la capacidad de un aparato de resistir perturbaciones elctricas (inmunidad) y al mismo tiempo, aunque no l mismo, cargar el campo circundante mediante la radiacin (emisin) de perturbaciones. La norma de producto CEM IEC/EN 61800-3 describe los valores lmite y el mtodo de ensayo para la emisin de interferencias e inmunidad a interferencias para accionamientos elctricos con modificacin de la velocidad (PDS = Power Drives System). Para ello no se tienen en cuenta componentes individuales, sino un sistema de accionamiento tpico en su totalidad funcional. Las medidas para la instalacin conforme a CEM son: medidas de puesta a tierra medidas de pantalla medidas de filtro bobinas de impedancia. A continuacin, las describimos con ms detalle. Medidas de puesta a tierra Son obligatoriamente necesarias para cumplir las normas legales y una condicin previa para aplicar de forma eficaz otras medidas como filtros y pantallas. Todas las piezas de la caja conductoras y metlicas deben estar unidas con conduccin elctrica con el potencial de tierra. Para ello, para la medida CEM no es determinante la seccin del cable, sino la superficie por la que corren intensidades de alta frecuencia. Todos los puntos a tierra deben conducirse, a ser posible de bajo ohmiaje y con buena conduccin, de forma directa al punto a tierra central (barra de compensacin de potencial, sistema a tierra en forma de estrella). Los puntos de contacto no deben estar pintados en color y deben ser anticorrosivos (utilizar placas de montaje y materiales galvanizados).

2

T1

K1 M1M 3h

Tn

Kn MnM 3h

K1 = filtro supresor de radio interferencias T1 = convertidor de frecuencia

PE PE PEe

PE

PE

2-32


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6Apantallado

L1 L2 L3 PE

M 3

2

F 300 mm

a

bCable del motor apantallado cuadrifilar: a b c d e apantallamiento Cu, conectar a tierra por ambos lados y de superficie grande cubierta exterior PVC conductor (alambres Cu, U, V, W, PE) aislamiento de conductor PVC 3 x negro, 1 x verde-amarillo cinta textil y material interior de PVC

e

d

c2-33


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6El apantallamiento sirve para reducir la energa de choque radiada (inmunidad a interferencias de instalaciones y aparatos colindantes frente a influencias exteriores). Los cables situados entre los convertidores de frecuencia y motores deben tenderse con apantallamiento. En este caso, la pantalla no debe sustituir el cable PE. Se recomiendan cables del motor cuadrifilares (tres fases + PE), cuya pantalla se coloque por ambos lados y de superficie grande en potencial de tierra (PES). La pantalla no debe colocarse mediante hilos conductores (Pig-Tails). Las conexiones de la pantalla, p. ej. en bornes, contactores, bobinas de impedancia etc., deben puentearse con bajo ohmiaje y superficie grande. Para ello, conecte la pantalla cerca del mdulo y realice un contacto de superficie grande con el potencial de tierra (PES, borne de pantalla). Los cables libres, no apantallados no deberan ser ms largos de unos 100 mm. Ejemplo: soporte de pantalla para interruptores de mantenimientoMBS-I2

Nota: Los interruptores para mantenimiento en la salida de convertidores de frecuencia slo pueden accionarse en caso de que el convertidor se encuentre totalmente parado y sin salida STOP. En este caso, tanto los cables de mando como los cables de transmisin de seales deberan estar trenzados y poderse utilizar con pantalla doble. Para ello, la pantalla interior se coloca por un lado en la fuente de tensin, y la pantalla exterior por ambos lados. El cable del motor debe estar separado en el espacio de los cables de mando y de los cables de transmisin de seales (>10 cm) y no puede colocarse en paralelo a los cables de red.

2

b

a

f 100a be

4.2 x 8.2

Conductores de potencia: red, motor, circuito intermedio DC, resistencia de frenado Cables de transmisin de seales: seales de mando analgicas y digitales

o 4.1

o 3.5

Dentro de los armarios de distribucin tambin deberan apantallarse cables con una longitud superior a 30 cm.

2-34


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6Ejemplo para el apantallamiento de cables de mando y cables de transmisin de seales:

1H O L 2 1 P24 15

2

23Cu 2.5 mm M42

F 20 m

PES

PE PES 4K7 M R1 REV M FWD

ZB4-102-KS1

Ejemplo para una conexin estndar del convertidor de frecuencia DF51, con potencimetro de valor consigna R1 (M22-4K7) y accesorios de montaje ZB4-102-KS1 Medidas de filtro Los filtros supresores de radio interferencias y los filtros de red (combinacin de filtros supresores de radio interferencias + reactancia de red) se utilizan para proteger magnitudes de perturbacin de alta frecuencia guiadas (inmunidad a interferencias) y reducir las magnitudes de perturbacin de alta frecuencia del convertidor de frecuencia, que se envan mediante el cable de red o la radiacin del cable de red y que deben limitarse a una medida prescrita o legal (emisin de interferencias). En este caso, los filtros deberan montarse lo ms cerca posible del convertidor de frecuencia y el cable de conexin, entre el convertidor de frecuencia y los filtros, debera ser lo ms corto posible. Nota: Las superficies de montaje de los convertidores de frecuencia y filtros supresores de radio interferencias no deben estar pintadas y poseer una buena conduccin adecuada para AF.

I

O

2-35


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6Los filtros tienen corrientes de fuga, que en caso de error (defecto de fase, carga desequilibrada) pueden ser considerablemente mayores que los valores nominales. Para evitar tensiones peligrosas los filtros deben estar conectados a tierra. Puesto que las corrientes de fuga son magnitudes de perturbacin de alta frecuencia, estas medidas de puesta a tierra deben ser de bajo ohmiaje y superficie grande.Z1 L1 L2 L3 PEL1 L2 L3 R2 S2 T2

2

G1L/L1 L2 N/L3 U V W

M 3h

e

e

E

E

E

E

Bobinas de impedancia En el lado de entrada del convertidor de frecuencia las bobinas de impedancia reducen las reacciones de red en funcin de la corriente gracias a lo cual se obtiene una mejora del factor de potencia. El contenido en armnicos y la intensidad se reducen y la calidad de red mejora. La utilizacin de reactancias de red se recomienda especialmente al conectar varios convertidores de frecuencia a un punto de alimentacin de la red y cuando se han conectado otros aparatos electrnicos a esta red. Asimismo, la reduccin del efecto de la intensidad de red se consigue mediante bobinas de reactancia de corriente continua en el circuito intermedio del convertidor de frecuencia. En la salida del convertidor de frecuencia se utilizan bobinas de impedancia en caso de cables del motor largos y cuando en la salida se han conectado varios motores en paralelo. Adems, aumentan la proteccin de los semiconductores de potencia en caso de contacto a tierra y cortocircuito y protegen los motores frente a velocidades de aumento de la tensin demasiado elevadas (> 500 V/s), provocadas a causa de frecuencias de reloj demasiado elevadas.

En corrientes de fuga f 3,5 mA, segn VDE 0160 o EN 60335, deber tenerse en cuenta lo siguiente: que la seccin del conductor de proteccin sea f 10 mm2, se controle si se produce seccionamiento en los conductores de proteccin o si debe colocarse un segundo conductor de proteccin adicional.

2-36


Arrancadores de motor electrnicos y drives Convertidores de frecuencia DF51, DV51, DF6, DV6Ejemplo: montaje y conexin segn CEM

2

15

PES PE PES

a PES b PES cW2 U2 V2 U1 V1 W1 PE

PES

a b c

Placa de metal, p. ej. MSB-I2 Terminal de tierra Interruptor para mantenimiento

2-37


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DS4Integracin del rel trmico en el circuito de mando En lugar de un interruptor protector de motor con rel trmico integrado, recomendamos utilizar un rel trmico externo. nicamente en este caso podr garantizarse mediante la excitacin que en caso de sobrecarga se reduzca el arrancador suave de forma controlada. Nota: En caso de apertura directa de los conductores de potencia pueden producirse sobretensiones, que pueden daar los semiconductores del arrancador suave. Nota: Los contactos de sealizacin del rel trmico se integran en el circuito on/off. En caso de error, el arrancador suave desacelera con el tiempo de rampa configurado y se desconecta. Conexin estndar, un sentido de giro A continuacin, en el funcionamiento estndar, el arrancador suave se conecta en el cable de alimentacin del motor. Para aislarlo de la red segn EN 60947-1, prrafo 7.1.6, o para trabajar en el motor de forma forzosa segn DIN/EN 60204-1/VDE 0113 parte 1, prrafo 5.3, se precisa un rgano de conexin central (contactor o interruptor general) con propiedades aislantes. Para el funcionamiento de la derivacin del motor individual no se precisa ningn contactor.

2

L1 L2 L3 PE Q1I I I

F1

F1 F21L1 3L2 5L3

0 1

S3

TOR Q212T1 4T2 6T3 13 14 A1

Q21 M1 M 3~0: Off/parada suave, 1: arranque/arranque suave

A2

2-38

Conexin mnima del DS4-340-M(X)ddddd

Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DS4

L1 L2 L3 PE Q1I I I

L01/L+ K1 K2tt > tParo + 150 ms

K1

Q11 F1 F21L1 3L2 5L3

F1 S1 HLS Inicio/Paro


Ready Q212T1 4T2 6T3 13 14

S2

Q11

A1

K1 M1 M 3~ L00/L

K2t

Q11

Q21

A2

bQ1 =proteccin de lnea Q11 =contactor red (opcional) F1 = rel trmico 2-39 F2 = fusible semiconductor para coordinacin de S1: Q11 off tipo 2, adicional a Q1 S2: Q11 on Q21 = contactor semiconductor b: excitacin con Q11/K2t opcional M1 = motor HLS = contactor semiconductor on/off

2


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DS4Conexin como arrancador suave sin contactor red separado

2

L1 L2 L3 PE Q1I I I

L01/L+ K1

F1 S1

F1 F21L1 3L2 5L3

TOR T12T1 4T2 6T3 13 14

S2

K1

A1

M1

M 3~

K1 L00/Ln S1: S2: parada de emergencia parada suave arranque suave

T1

A2

Q1: proteccin de lnea F1: rel trmico F2: fusible semiconductor para coordinacin de tipo 2, adicional a Q1 T1: contactor semiconductor M1: motor

2-40

Conexin de arrancador suave con contactor red


L1 L2 L3 PE Q1I I I

L01/L+ K1 Parada suave F1 K1 K2t t = 10 s K3 K3

Q11S1

F1 F21L1 3L2 5L3

Arranque suave

S2

K1


TOR T12T1 4T2 6T3 13 14

K1 L00/L

K2t

Q11

K3

T1

A1 A2

M1

M 3~

Q1 =proteccin de lnea Q11 =contactor red (opcional) F1 = rel trmico

F2 = fusible semiconductor para coordinacin de tipo 2, adicional a Q1 T1 = arrancador suave M1 = motor

n parada de emergencia S1: Q11 off S2: Q11 on

2-41

2


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DS4Conexin estndar de una conexin de inversin, dos sentidos de giro Nota: Los aparatos de la serie DS4-...-M(X)R ya poseen integrada la funcin de inversin electrnica. Slo tiene que indicarse el sentido de giro deseado. La secuencia de mando correcta se garantiza internamente en el DS4. En el caso de potencias superiores a 15 kW, la conexin de inversin debe establecerse de forma Conexin mnima del DS4-340-M(X)R convencional, puesto que el DS4 slo est disponible hasta un mx. de 15 kW con funcin de inversin interna. En este caso, deber tenerse en cuenta que el cambio del sentido de giro se realice nicamente con el DS4 parado. Esta funcin debe garantizarse mediante el circuito de mando externo. En el funcionamiento con arrancador suave puede llevarse a cabo con el rel TOR, que acciona un rel retardado a la apertura. El retardo debe ser t-Stop + 150 ms o superior.

2

L1 L2 L3 PE Q1I I I

F1

F1 F21L1 3L2 5L3

1 0 2

S3

TOR T12T1 4T2 6T3 13 14 FWD 0V REV

M1Q1: Q11: F1: F2:

M 3~T1: M1: n: 0: 1: 2:

T1

proteccin de lnea contactor red (opcional) rel trmico fusible semiconductor para coordinacin de tipo 2, adicional a Q1

arrancador suave motor parada de emergencia off/parada suave FWD REV

2-42

Conexin de un arrancador inversor suave sin contactor red


L1 L2 L3 PE Q1I I I

L01/L+

F1 S1 K1 K1 S3 K2 K2

F1 F21L1 3L2 5L3

S2TOR


T12T1 4T2 6T3

K213 14

K1FWD REV

M1

M 3~

K1 L00/Ln: S1: S2: S2:

K2

T1

0V

Q1: proteccin de lnea T1: contactor semiconF1: rel trmico ductor F2: fusible semiconductor para coordinacin de tipo 2, M1: motor adicional a Q1

parada de emergencia parada suave arranque suave FWD arranque suave REV

2-43

2


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DS4Conexin de un arrancador inversor suave con contactor red

2

L1 L2 L3 PE Q1I I I

Q11 F1 F21L1 3L2 5L3

TOR T12T1 4T2 6T3 13 14

M1Q1: Q11: F1: F2:

M 3~

proteccin de lnea contactor red (opcional) rel trmico fusible semiconductor para coordinacin de tipo 2, adicional a Q1 T1: contactor semiconductor M1: motor

2-44


L01/L+ K1

F1 S1 K1 K2t t = 10 s

Parada suave K3 Arranque suave FWD K3 Arranque suave REV K4 K4

S2

K1


K4 K1 L00/Ln: parada de emergencia S1: Q11 off S2: Q11 on

K3FWD REV

K2t

Q11

K3

K4

T1

0V

2-45

2


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DS4Conexin de bypass, un sentido de giro Atencin! Los aparatos de la serie DS4-...-MX(X) ya poseen integrados contactos de bypass. Por este motivo, las siguientes ejecuciones rigen slo para DS4-...-M. En caso de que deba integrarse un bypass externo para aparatos con funcin de inversin (DS4-...-MR), se necesitar para el segundo sentido de giro un contactor de bypass adicional y debern preverse enclavamientos adicionales con el fin de evitar un cortocircuito mediante los contactores de bypass! La conexin de bypass permite conectar el motor directamente con la red y por tanto atenuar la disipacin de potencia mediante el arrancador suave. La excitacin del contactor de bypass se produce una vez finaliza la aceleracin [de velocidad] a plena marcha mediante el arrancador suave (tensin de red total alcanzada). La funcin Top-of-Ramp se ha programado de forma estndar en el rel 13/14. De este modo, el contactor de bypass se controla mediante el arrancador suave, no se precisa ningn otro accesorio por parte del usuario. Puesto que el contactor de bypass no debe conectar la carga de motor, sino que slo se conecta en estado sin tensin, el dimensionamiento puede realizarse segn AC1. Los correspondientes contactores de bypass se describen en el anexo Caractersticas tcnicas. Si en caso de parada de emergencia se precisa la desconexin inmediata de la tensin, puede suceder que deba conectarse el bypass bajo condiciones AC3 (p. ej. en caso de falta de la seal de autorizacin mediante la palabra de mando o el tiempo de rampa del paro suave = 0). En este caso, se debera conectar previamente un rgano de desconexin de jerarqua superior o bien el bypass debe colocarse segn AC3.

2

2-46


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DS4L1 L2 L3 PE Q1I I I

F1

2

F1 F20 1

S31L1 3L2 5L3

TORQ21

T12T1 4T2 6T3

13

13

14

T1A1

14

A1

M1S3 = arranque/paro suave Q1 = proteccin de lnea Q21 = contactor de bypass F1 = rel trmico

M 3~

T1

A2

Q21

A2

F2 = fusible semiconductor para coordinacin de tipo 2, adicional a Q1 T1 = contactor semiconductor M1 = motor

2-47


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DS4Conexin de una bomba, un sentido de giro Uno de los requisitos ms importantes durante el funcionamiento con bombas es poder ejecutar un funcionamiento de emergencia con el contactor de bypass. Mediante un interruptor de servicio puede elegirse entre funcionamiento con arrancador suave y arranque directo mediante contactor de bypass. A continuacin, el arrancador suave se desconecta totalmente. En este caso es importante que el circuito de salida no se abra durante el funcionamiento. Los enclavaBomba mientos procuran que slo pueda producirse una conmutacin tras una parada. Nota: Al contrario que en el funcionamiento con bypass sencillo, en este caso debe disponerse el contactor de bypass segn AC3. As, como contactor puede utilizarse la recomendacin para el contactor red que encontrar en el anexo Caractersticas tcnicas.

2

L1 L2 L3 PE Q1I I I

Q1: Q11: Q21: Q31: F1: F2:

F1 F2

proteccin de lnea contactor red (opcional) contactor de bypass contactor de potencia rel trmico fusible semiconductor para coordinacin de tipo 2, adicional a Q1 T1: contactor semiconductor M1: motor

Q111L1 3L2 5L3

TOR Q21 T12T1

4T2 6T3

13

14

Q31

M1

M 3~

2-48

Excitacin de bomba


K1 S1

K1

S4

S2 K1

Q2113

K3 K2

K2

K3

K4

S5

K5

K5

K6t

T1 TOR14

K2

aK4


S3

K1

E2

K1

T1

39

K2

K3

Q11

Q31

K5

T1

A1 A2

K6t

K4

Q21

bn a b parada de emergencia t > parada t + 150 ms autorizacin2-49

c

dc d e manual automtico arranque suave/paro suave f g

eRUN bypass

f

g

2


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DS4Arranque de varios motores sucesivamente con un arrancador suave (accionamiento en cascada) Si se arrancan varios motores sucesivamente con un arrancador suave, deber tenerse en cuenta la siguiente secuencia durante la conmutacin: arrancar con arrancador suave, conectar el contactor de bypass, bloquear el arrancador suave, conectar la salida del arrancador suave en el siguiente motor, arrancar de nuevo. a figura, pgina 2-52 n parada de emergencia S1: Q11 off S2: Q11 on a Arranque suave/Paro suave b Simulacin de rels RUN Con el rel temporizador K2T se simula la seal RUN del DS4. El ajuste de tiempo para el retardo a la desconexin debe ser mayor que el tiempo de rampa. Como ajuste seguro deberan seleccionarse 15 s. RUN d Control del tiempo de desconexin El rel temporizador K1T deber ajustarse de modo que no se sobrecargue trmicamente el arrancador suave. El tiempo correspondiente se deriva de la frecuencia de maniobra admisible del arrancador suave seleccionado, y el arrancador suave debe seleccionarse de modo que puedan alcanzarse los tiempos necesarios. Control de la conmutacin El rel temporizador debe ajustarse con una temporizacin de reposo de aprox. 2 s. De este modo, se garantiza que con el arrancador suave en marcha no pueda conectarse la siguiente rama de motor.

2

e

a figura, pgina 2-53 i Desconexin de motor individual El pulsador de parada desconecta todos los motores al mismo tiempo. A continuacin, el contacto de apertura i es necesario cuando tambin deben desconectarse los motores de forma individual. En este caso, deber tenerse en cuenta la carga trmica del arrancador suave (frecuencia de arranque, densidad de corriente). En caso de que los arranques deban disponerse en serie de forma compacta en el tiempo, segn el caso deber dimensionarse el arrancador suave ms grande (dimensionamiento con ciclo de carga ms elevado segn corresponda).

c

2-50

Arrancador suave con cascada de motor


L1 L2 L3 N PE

Q11

Q11 = contactor red (opcional) F2 = fusible semiconductor para coordinacin de tipo 2 T1 = arrancador suave M1, 2,... = motor

F21L1 2L2 3L3

T12T1 4T2 6T3

TOR13 14


Q21

Q22

Q31

Q32

Qn

Qm

Q23

Q33I> I> I>

Qn3I> I> I>

M12-51

M 3~

M2

M 3~

Mn

M 3~

2

2

Q21

Q31

Qn1

2-52

Arrancador suave con cascada de motor, excitacin parte 1


K1T

K4

S1


S2

K1

K1

K4

K12

K22

Kn2

K2

T1 TOR

13 14

K2T K4 K4

K1

Q11

K2

T1

A1 A2

K2T

K3

K4

K1T

K4T

a

b

c

d

e

Arrancador suave con cascada de motor, excitacin parte 2


i

i

i

Q11 K12

Q21 K3

Q22

Q22

K12 K22 Q21

Q31 K3

Q32

Q32

K(n-1)2 Kn2 Q(n-1)1

Qn K3

Qm

Qm


Q31 Q32 K22

Q21

Q22

K12

Q31

Qn

Qn Qm

K4T

K4T

Kn2

aa b motor 1 motor 2 c i2-53

b

c

motor n a apartado i Desconexin de motor individual, pgina 2-50

2


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DM4Autorizacin/paro inmediato sin funcin de rampa (p. ej. en caso de parada de emergencia) La entrada digital E2 est programada de tal modo en la configuracin de serie, que posee la funcin Autorizacin. Slo cuando haya una seal High en el borne, se autorizar el arrancador suave. Sin seal de autorizacin el arrancador suave no puede operarse. En caso de rotura de cable o interrupcin de la seal mediante un circuito de parada de emergencia, en el arrancador suave el controlador se bloquear inmediatamente y el circuito de potencia se desconectar, a continuacin se desconectar el rel Run. Normalmente, el accionamiento siempre se para mediante una funcin de rampa. Si las condiciones para el funcionamiento exigen una desconexin de la tensin inmediata, sta se realiza mediante la seal de autorizacin. Atencin! En todos los casos de funcionamiento, siempre deber parar primero el arrancador suave (comprobar el rel Run) antes de interrumpir mecnicamente los conductores de potencia. De lo contrario, si se interrumpe una intensidad fluyente, se crearn picos de tensin que en algunos casos pueden destruir los tiristores del arrancador suave.

2

n: S1: S2: T1:

parada de emergencia off on (E2 = 1 a autorizado)

S1

K1

S2

K1

K1

T1

E2 39

2-54


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DM4Integracin del rel trmico en el circuito de mando En lugar de un interruptor protector de motor con rel trmico integrado, recomendamos utilizar un rel trmico externo. nicamente en este caso podr garantizarse mediante la excitacin que en caso de sobrecarga se reduzca el arrancador suave de forma controlada. Atencin! En caso de apertura directa de los conductores de potencia pueden producirse sobretensiones, que pueden daar los semiconductores del arrancador suave. Hay dos posibilidades que representamos en la siguiente figura: n: S1: S2: T1: a parada de emergencia off on autorizacin (E2 = 1 h autorizado) Los contactos de sealizacin del rel trmico se integran en el circuito on/off. En caso de error, el arrancador suave se reduce con el tiempo de rampa configurado y se desconecta. Los contactos de sealizacin del rel trmico se integran en el circuito de autorizacin. En caso de error se desconecta la salida del arrancador suave automticamente. El arrancador suave se desconecta, pero el contactor red permanece conectado. Para desconectar el contactor red, deber integrar un segundo contacto del rel trmico en el circuito on/off.

2

F1

K1

aS1

bb

S2

K1

K1

T1

E2 39

2-55


Arrancadores de motor electrnicos y drives Ejemplos de conexin DM4DM4 con rel trmicoL1 L2 L3 N PE

2

Conexin estndar Para el aislamiento de la red se precisa un contactor red antes del arrancador suave o bien un rgano de conexin central (contactor o interruptor general). ExcitacinQ1 I> I> I>

K1 S2

Q11

F1 F2

S1

K1

K11L1 2L2 3L3

T1

E2 39

T1

E1 39

L

N

aS1: S2: a b arranque suave paro suave autorizacin arranque suave/paro suave

b

~T1 + Termistor2T1 4T2

= Termistor T2

M 3~

2-56

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Manual Esquemas 2006 Completo